一种液态感光静电喷涂阻焊材料、制备方法及喷涂方法.pdf

本发明公开了一种PCB板用液态感光静电喷涂阻焊材料，由主剂和固化剂按3:1的质量比组合而成，所述的主剂由感光树脂、酞青绿、三聚氰胺、光引发剂、光敏剂、助剂、滑石粉、硫酸钡、二价酸酯溶剂、四甲苯组成；所述的固化剂由酚醛环氧树脂、光固化单体、异氰尿酸三缩水甘油酯、硫酸钡、二丙二醇单甲醚、二价酸酯溶剂组成。本发明的阻焊材料适用于自动静电喷涂烘烤线，具有优良的解析度、良好的密著性、极佳的耐喷锡及抗化性，经高温硬化后涂膜具有高绝缘性，高防水，可耐沉金沉锡，适用目前PCB防焊作业流程。

权利要求书
1.  一种液态感光静电喷涂阻焊材料，其特征在于，由双组份主剂和固化剂按3:1质量比组成而成，所述的主剂包括感光树脂、酞青绿、三聚氰胺、光引发剂、光敏剂、助剂、滑石粉、硫酸钡、二价酸酯溶剂、四甲苯；所述的固化剂包括按重量份计的以下组分：酚醛环氧树脂、光固化单体、异氰尿酸三缩水甘油酯、硫酸钡、二丙二醇单甲醚、二价酸酯溶剂。

2.  根据权利要求1所述的液态感光静电喷涂阻焊材料，其特征在于，所述感光树脂、酞青绿、三聚氰胺、光引发剂、光敏剂、助剂、滑石粉、硫酸钡、二价酸酯溶剂、四甲苯的重量比为(420-450):6:16：9：35:26:20:(160-190):14:14。

3.  根据权利要求1所述的液态感光静电喷涂阻焊材料，其特征在于，所述酚醛环氧树脂、光固化单体、异氰尿酸三缩水甘油酯、硫酸钡、二丙二醇单甲醚、二价酸酯溶剂的质量比为38:45:35:96:18:18。

4.  根据权利要求1或3所述的液态感光静电喷涂阻焊材料，其特征在于，所述光固化单体为月桂酸丙烯酸酯、异冰片基丙烯酸酯单官能团反应单体，1，6-己二醇二丙烯酸酯、二丙二醇二丙烯酸酯、二季戊四醇六丙烯酸酯多官能团反应单体中的一种或两种以上组成。

5.  根据权利要求1或2所述的液态感光静电喷涂阻焊材料，其特征在于，所述的感光树脂由以下方法制备而成：
(1)将邻甲酚醛环氧树脂210份加入反应釜中，加入100份二价酸酯溶剂，在83-86℃温度条件下，加热溶解；
(2)加入对羟基苯甲醚0.1份，三苯基膦1.5份，缓慢滴入精丙烯酸72份，将此混合物加热至95-105℃，充分反应8小时，将反应物降温至90℃；
(3)加入四氢苯酐101份，四甲苯110份，二价酸酯溶剂48份，保持90-95℃温度条件反应4小时，得到固含量为60％的聚合物，固含物形成的酸值为74mgKOH/g，将反应物降温至50℃出料，即得感光树脂。

6.  根据权利要求1或2所述的液态感光静电喷涂阻焊材料，其特征在于，所述的助剂为硅烷偶联剂、固化促进剂、表面处理剂、消泡剂中的一种或两种以上。

7.  根据权利要求6所述的液态感光静电喷涂阻焊材料，其特征在于，所述的助剂按重量份配比为：硅烷偶联剂2份、固化促进剂0.08份、表面处理剂18份、消泡剂6份。

8.  根据权利要求1-7中任一项所述的液态感光静电喷涂阻焊材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)主剂的制备方法：将感光树脂、酞青绿、三聚氰胺、光引发剂、光敏剂、助剂、滑石粉、硫酸钡、二价酸酯溶剂、四甲苯按重量比混合，用高速分散机，速度为500RPM，搅拌40分钟，然后用三辊研磨机研磨至细度小于15μm，再过滤除去机械杂质，最后粘度调至 180dpa.s,即得主剂，备用；
(2)固化剂的制备方法：将酚醛环氧树脂、光固化单体、异氰尿酸三缩水甘油酯、硫酸钡、二丙二醇单甲醚、二价酸酯按质量比混合，用高速分散机，速度400RPM，搅拌30分钟，然后用三辊研磨机研磨至细度小于15μm，再过滤除去机械杂质，最后粘度调至160dpa.s,即得固化剂，备用；
(3)将步骤(1)制备得到的主剂与步骤(2)制备得到的固化剂混合，分散机分散均匀，即得成品材料。

9.  根据权利要求1-7中任一项所述的液态感光静电喷涂阻焊材料喷涂于PCB的方法，其特征在于，包括以下步骤中：
(1)向液态感光静电喷涂阻焊材料中添加丙二醇甲醚溶剂稀释并分散均匀，使用岩田2号流速杯测量黏度，流速为60-90秒；
(2)通过静电喷涂于PCB板面，喷涂速度为3.0m/min，喷膜厚度在25～60μm；
(3)在温度为85℃条件下烘烤10min；
(4)冷却成干膜，盖上掩膜，在紫外灯光下接触曝光；
(5)用1-2％的浓度Na2CO3水溶液在2.0kg/C㎡的喷淋力下显影30-60秒，用水冲洗；
(6)150℃热风循环干燥炉中加热固化60分钟，形成阻焊膜。

说明书一种液态感光静电喷涂阻焊材料、制备方法及喷涂方法
技术领域
本发明涉及线路板油墨技术领域，尤其是一种PCB板用液态感光阻焊材料、制备方法及喷涂方法。
背景技术
阻焊材料起源于20世纪60年代，我国则起步于上世纪70年代。随着国内外PCB制造工艺的不断更新，传统网印阻焊油墨采用丝网印刷于PCB上，网印生产条件无法一致化，印刷质量主要依靠工人经验及技能熟练程度，因此具有较大不稳定因素。切传统的丝网印刷方式带来了严重的环境污染问题。随着节能降耗的推行，部分设备制造商在为防焊绿漆生产工艺技术的更新上取得先机，在新的工艺技术开发上不惜重金，经过长期实验，开发出了应用静电感应原理进行喷涂的静电喷涂机用于防焊绿漆的coating制作，有实力的国内外线路板厂开始使用静电喷涂设备，采用全自动化工艺生产，大大降低生产成本，改善产品质量，减少了对网印机操作手的依赖程度，提高生产企业的市场竞争力。同时，静电喷涂设备需要相匹配液态感光喷涂油墨。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供一种适用于静电喷涂的液态感光阻焊油墨、制备方法及喷涂方法。
为了解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：
一种液态感光静电喷涂阻焊材料，其特征在于，由双组份主剂和固化剂按3:1质量比组成而成，所述的主剂包括感光树脂、酞青绿、三聚氰胺、光引发剂、光敏剂、助剂、滑石粉、硫酸钡、二价酸酯溶剂、四甲苯；所述的固化剂包括酚醛环氧树脂、光固化单体、异氰尿酸三缩水甘油酯、硫酸钡、二丙二醇单甲醚、二价酸酯溶剂。
优选的，所述感光树脂、酞青绿、三聚氰胺、光引发剂、光敏剂、助剂、滑石粉、硫酸钡、二价酸酯溶剂、四甲苯的重量比为(420-450):6:16：9：35:26:20:(160-190):14:14。
优选的，所述酚醛环氧树脂、光固化单体、异氰尿酸三缩水甘油酯、硫酸钡、二丙二醇单甲醚、二价酸酯的质量比为38:45:35:96:18:18。所述的酚醛环氧树脂为F-51、CNE-202、PNE-177中的一种或两种以上。
优选的，所述光固化单体为月桂酸丙烯酸酯、异冰片基丙烯酸酯单官能团反应单体，1，6-己二醇二丙烯酸酯、二丙二醇二丙烯酸酯、二季戊四醇六丙烯酸酯多官能团反应单体中的一种或两种以上组成。
优选的，所述光引发剂选自2-异丙基噻吨酮、2-异丙基硫杂蒽酮(ITX)、2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦(TPO)、2,4,6-三甲基苯甲酰基苯基膦酸乙酯、苯基双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧化膦(819)、2,4-二乙基硫杂蒽酮、2-苯基苄-2-二甲基胺-1-(4-吗啉苄苯基)丁酮、对二甲氨基苯甲酸乙酯(EDB)中的一种或两种以上。
优选的，所述的感光树脂制备方法为：
(1)将邻甲酚醛环氧树脂210份加入反应釜中，加入100份二价酸酯溶剂，在83-86℃温度条件下，加热溶解；
(2)加入对羟基苯甲醚0.1份，三苯基膦1.5份，缓慢滴入精丙烯酸72份，将此混合物加热至95-105℃，充分反应8小时，将反应物降温至90℃；
(3)加入四氢苯酐101份，四甲苯110份，二价酸酯48份，保持90-95℃温度条件反应4小时，得到固含量为60％的聚合物，固含物形成的酸值为74mgKOH/g，将反应物降温至50℃出料，即得感光树脂。
优选的，所述的助剂为硅烷偶联剂、固化促进剂、表面处理剂、消泡剂中的一种或两种以上。
进一步优选的，所述的助剂按重量份配比为：硅烷偶联剂2份、固化促进剂0.08份、表面处理剂18份、消泡剂6份；其中表面处理剂是经有机硅膨润土12份和四甲苯6份混合分散熟化后所得。
上述液态感光静电喷涂阻焊油墨的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)主剂的制备方法：将感光树脂、酞青绿、三聚氰胺、光引发剂、光敏剂、助剂、滑石粉、硫酸钡、二价酸酯溶剂、四甲苯按重量比混合，用高速分散机，速度为500RPM，搅拌40分钟，然后用三辊研磨机研磨至细度小于15μm，再过滤除去机械杂质，最后粘度调至180dpa.s,即得主剂，备用；
(2)固化剂的制备方法：将酚醛环氧树脂、光固化单体、异氰尿酸三缩水甘油酯、硫酸钡、二丙二醇单甲醚、二价酸酯按质量比混合，用高速分散机，速度400RPM，搅拌30分钟，然后用三辊研磨机研磨至细度小于15μm，再过滤除去机械杂质，最后粘度调至160dpa.s,即得固化剂，备用；
(3)将步骤(1)制备得到的主剂与步骤(2)制备得到的固化剂混合，分散机分散均匀，即得成品材料。
上述液态感光静电喷涂阻焊材料喷涂于PCB的方法，其特征在于，包括以下步骤中：
(1)向液态感光静电喷涂阻焊材料中添加丙二醇甲醚溶剂稀释并分散均匀，使用岩田2号流速杯测量黏度，流速为60-90秒；
(2)通过自动静电喷涂烘烤线，静电喷涂于PCB板面，喷涂速度为3.0m/min，喷膜厚度在25～60μm；所述的自动静电喷涂烘烤线为台湾群翊制造或日本U-COATER设备。
(3)在温度为85℃条件下烘烤10min；
(4)冷却成干膜，盖上掩膜，在紫外灯光下接触曝光；
(5)用浓度为1-2％的Na2CO3水溶液在2.0kg/C㎡的喷淋力下显影30-60秒，用水冲洗；
(6)150℃热风循环干燥炉中加热固化60分钟，形成阻焊膜。
本发明的有益效果是：
本发明的静电喷涂用液态感光阻焊油墨，具有优良的解析度、良好的密著性、极佳的耐喷锡及抗化性，并具有较广的操作范围，经高温硬化后涂膜具有高绝缘性，高防水，可耐沉金沉锡，可以满足自动静电喷涂烘烤线，适用目前PCB防焊作业流程。
具体实施方式
实施例1
感光树脂制备方法为：
(1)将邻甲酚醛环氧树脂210份加入反应釜中，加入100份二价酸酯溶剂，在83-86℃温度条件下，加热溶解；
(2)加入对羟基苯甲醚0.1份，三苯基膦1.5份，缓慢滴入精丙烯酸72份，将此混合物加热至95-105℃，充分反应8小时，将反应物降温至90℃；
(3)加入四氢苯酐101份，四甲苯110份，二价酸酯48份，保持90-95℃温度条件反应4小时，得到固含量为60％的聚合物，固含物形成的酸值为74mgKOH/g，将反应物降温至50℃出料，即得感光树脂。
实施例2
主剂的制备过程：将实施例1制备得到的感光树脂420g、酞青绿6g、三聚氰胺(含量为99.9％)16g、光引发剂9g(ITX3g、TPO3g、EDB3g)、光敏剂35g、硅烷偶联剂2g、固化促进剂0.08g、表面处理剂18g、消泡剂6g、滑石粉20g、硫酸钡190g、二价酸酯溶剂14g、四甲苯14g混合，用高速分散机，速度为500RPM，搅拌40分钟，然后用三辊研磨机研磨至细度小于15μm，再过滤除去机械杂质，最后粘度调至180dpa.s,即得主剂。所述光敏剂为Irgacure907，硅烷偶联剂为A-172，固化促进剂为2MA-OK，消泡剂为信越750-S，表面处理剂是经有机硅膨润土12份和四甲苯6份混合分散熟化后所得。
实施例3
主剂的制备过程：将实施例1制备得到的感光树脂450g、酞青绿6g、三聚氰胺16g、光引 发剂9g(ITX3g、TPO3g、EDB3g)、光敏剂35g、硅烷偶联剂2g、固化促进剂0.08g、表面处理剂18g、消泡剂6g、滑石粉20g、硫酸钡160g、二价酸酯溶剂14g、四甲苯14g混合，用高速分散机，速度为500RPM，搅拌40分钟，然后用三辊研磨机研磨至细度小于15μm，再过滤除去机械杂质，最后粘度调至180dpa.s,即得主剂。所述光敏剂为Irgacure907，硅烷偶联剂为A-172，固化促进剂为2MA-OK，消泡剂为信越KS-66。
实施例4
固化剂的制备过程：将酚醛环氧树脂38g、二季戊四醇六丙烯酸酯45g、异氰尿酸三缩水甘油酯35g、硫酸钡96g、二丙二醇单甲醚18g、二价酸酯18g混合，用高速分散机，速度400RPM，搅拌30分钟，然后用三辊研磨机研磨至细度小于15μm，再过滤除去机械杂质，最后粘度调至160dpa.s,即得固化剂。所述酚醛环氧树脂为F-51。
实施例5
固化剂的制备过程：将线性邻甲酚醛环氧树脂76g、二季戊四醇六丙烯酸酯90g、异氰尿酸三缩水甘油酯70g、硫酸钡192g、二丙二醇单甲醚36g、二价酸酯36g混合，用高速分散机，速度400RPM，搅拌30分钟，然后用三辊研磨机研磨至细度小于15μm，再过滤除去机械杂质，最后粘度调至160dpa.s,即得固化剂。所述的线性邻甲酚醛环氧树脂为CNE-202。
实施例6
将实施例2制备得到的主料与实施例4制备得到的固化剂按质量比为3:1混合，分散机分散均匀，加入丙二醇甲醚溶剂稀释并分散，使用岩田2号流速杯标定流速为60-90秒。
将此混合后的物料采用自动静电喷涂烘烤线(台湾群翊制造或日本U-COATER设备)进行静电喷涂到PCB板面，喷膜厚度为40μm，使用自动烘干线，温度为85℃，烘烤10分钟，采用紫外光曝光装置照射紫外光(曝光量300-500mj/C㎡)达到9-12级(斯图费21级曝光尺)。其次以1％碳酸钠水溶液在2.0kg/C㎡的喷淋力下显影60秒钟，将未曝光的部分予以溶解去除。其后，在150℃热风循环干燥炉中进行加热固化60分钟，对样板进行附着性，耐焊锡性，无电解镀金耐性，绝缘性的各种试验。
实施例7
将实施例制3制备得到主料与实施例5制备得到的固化剂按质量比为3:1混合，分散机分散均匀，加入丙二醇甲醚溶剂稀释并分散，使用岩田2号流速杯标定流速为60-90秒。
将此混合后的物料采用自动静电喷涂烘烤线(台湾群翊制造或日本U-COATER设备)进行静电喷涂到PCB板面，喷膜厚度为40μm，使用自动烘干线，温度为85℃，烘烤10分钟，采用紫外光曝光装置照射紫外光(曝光量300-500mj/C㎡)达到9-12级(斯图费21级曝光尺)。其次以1％碳酸钠水溶液在2.0kg/C㎡的喷淋力下显影60秒钟，将未曝光的部分予以溶解去除。其后，在150℃热风循环干燥炉中进行加热固化60分钟，对样板进行附着性，耐焊锡性，无电 解镀金耐性，绝缘性的各种试验。
试验方法及评估方法如下所示：
显影性：对干燥时间8分钟，10分钟，12分钟，14分钟，16分钟，用放大镜目视判断曝光显影后的状态。结果如下：

附着性：依JISDO202的试验方法，对固化膜切分1㎜×1㎜方格状，用3M胶纸进行剥离试验，测试结果均为100/100无脱落。
耐焊锡性：依JJSC6481的试验方法，对试验样板浸泡助焊剂，于288℃焊锡炉中进行三次浸锡10秒，观察样板：无变色，固化膜无浮起，无剥离，焊锡渗入等。
无电解镀金耐性：

沉金后用3M胶带进行剥离测试，结果无掉油无气泡等异常，均能满足PCB正常工艺制作流程。
耐酸性测试：H2SO4*10vol％室温下浸泡20分钟，无剥离。
耐碱性测试：NaOH*10wt％室温下浸泡20分钟，无剥离。
绝缘性测试：
取IPC规定的电路板，按上述方法制备得到的固化膜，测试电绝缘性；
加湿条件：温度25-65℃，湿度90-98％，施加电压100V，进行循环加湿7天；
测定条件：测定时间60秒，施加电压500V；
测试结果：加湿后的绝缘电阻值5×108Ω以上无铜迁移。
以上仅为本发明的较佳实施例，但本发明的保护范围并不局限于次，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的范围内，可以轻易想到的变化或替换，都应覆盖在本发明的保 护范围之内。